图像处理装置及图像处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供图像处理装置及图像处理方法。根据本发明专利技术的一个方面，提供一种图像处理装置，该图像处理装置包括：被构造为获得输入图像及后续图像的单元；被构造为由所述输入图像获得Ｎ个复制图像的单元；生成单元，其被构造为生成低频增强图像；减法单元，其被构造为生成高频增强图像；合成单元，其被构造为生成高频输出图像；以及输出单元，其被构造为选择并输出所述低频增强图像和所述高频输出图像中的一者。所述生成单元包括：被构造为获得对象的运动矢量的单元；以及滤波器单元，其被构造为对所述复制图像中的指定的像素位置Ｑ周围的像素应用滤波器，以获得所述低频增强图像中的所述像素位置Ｐ处的像素值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及，并且尤其涉及用于改善运动图像 分辨率的图像显示技术。
技术介绍
近年来，市面上有售的用于电视机等的运动图像显示装置包括所谓的液晶显示 器、等离子显示器和FED显示器以及CRT。因此，存在各种各样的运动图像显示装置。每种 类型的运动图像显示装置均被设计为通过对输入图像信号的帧频率(帧速率)进行N倍折 叠(即，将一个帧分割为N个子帧)然后显示由此产生的图像，来减少运动模糊和闪烁。如果使用被设计为在帧时间内几乎一直发光的显示装置，例如保持型显示装置， 则用户观察到相对大的运动模糊。当用户进行视觉追踪(通过注视跟随运动图像中的运动 区域)时，随着帧时间内的发光时间的加长，其观察到更大的运动模糊。在显示装置(例如 脉冲型显示装置)中，因为帧时间内的发光时间非常短，所以光强度的时间不均衡度大，因 此倾向于与帧同步地观察到闪烁。与此相反，当60Hz的输入图像信号在帧频率加倍(N = 2，即所谓的倍速化 (double-speeding))至120Hz后被显示时，一个帧内的发光时间减少至一半，因此运动模 糊减少至大约一半。此外，就闪烁而言，将帧频率加倍至120Hz能够使与帧同步的闪烁的频 率落在人视觉的响应特性的范围之外。因此这使得难以观察到闪烁。提高帧频率有两种主要方法。第一方法通过检测原始图像中的对象的运动矢量， 来估算两个帧之间的图像。一般而言，该方法称为例如“基于运动补偿的中间图像生成方 法”，其被公开在例如日本专利特开2004-159294号公报中。第一方法被表述为“基于运动 补偿的帧(场)插值”。根据第二方法，通过对各帧的输入图像执行滤波器处理，将图像分离为与运动模 糊紧密关联的高空间频率分量(高频分量)和与闪烁紧密关联的低空间频率分量(低频分 量)。将高频分量集中并显示在一个子帧(与原始帧相对应的两个倍速帧之一)上。将低 频分量集中并显示在一个子帧上，或者分配并显示在两个子帧上。作为第二方法，例如有分 别在日本专利特开平6-70288号公报、日本专利特开2002-351382号公报和美国专利特许 申请公开2006/0227249号说明书中公开的方法。在本说明书中，该第二方法被表述为将图 像分离为多种空间频率分量并在将各频率分量分配到一个或多个子帧后进行显示的方案， 并且将被简单地表述为“空间频率分离”。如图13所示，在日本专利特开平6-70288号公报所公开的方法中，在切换两个场 存储器的同时，将输入场图像临时存储在这两个场存储器中，从而形成两个倍速子帧。通过 使用开关SW0，以输入频率的两倍的速率交替切换这两个子帧，来使原始信号的速度加倍。 在此时，该方法对一个倍速子帧执行抑制高空间频率分量的处理。结果，经受了抑制高频分 量处理的倍速子帧(图13中用“SL”表示)包含相对少的高频分量。另一倍速子帧(图13 中用“SH”表示)包含相对多的高频分量。这使得在输出图像中能够将高频分量局限在一个倍速子帧上。如图14所示，根据日本专利特开2002-351382号公报所公开的方法，帧转换器将 输入图像的速度加倍，滤波器LPF/HPF将图像分离为低频分量Low和高频分量High。此外， 针对各倍速子帧，将高频分量High乘以增益a。通过对一个倍速子帧设置正α而对另一 倍速子帧设置负α，来针对各倍速子帧改变α的符号。如果确定图像的运动大，则可以增 大α的绝对值。这使得能够将高频分量局限在一个倍速子帧SH上。如图15中所示，在美国专利特许申请公开2006/0227249号说明书所公开的方法 中，通过对输入图像应用滤波器HPF，来生成高频分量数据H。此外，将输入图像加上高频分 量数据H后，将生成高频输出图像数据SH。从输入图像A中减去高频分量数据H后，将生成 低频图像数据SL。使用开关SW0，以输入图像的帧频率的两倍的频率切换这些数据，能够输 出高频分量局限在一个子帧上的倍速图像。第一方法“基于运动补偿的帧(场)插值”存在这样的问题，即由于其需要通过使 用邻近帧的图像数据来生成中间图像的处理，因此需要大量的计算。第二方法“空间频率分 离”存在这样的问题，即由于第一及第二子帧的显示图像未正确反映各显示时间之差，因此 在运动区域中出现图像滞后(拖尾模糊)。
技术实现思路
根据本专利技术，能够用低于传统的“基于运动补偿的帧(场)插值”要求的计算量的 较小计算量，来减少在通过使用传统的“空间频率分离”以倍速显示图像时引起的运动区域 中的图像滞后。根据本专利技术的一个方面，提供一种图像处理装置，其处理由连续帧图像构成的运 动图像，所述图像处理装置包括被构造为获得关注帧图像作为输入图像并获得继所述关 注帧图像之后的帧图像作为后续图像的单元；被构造为由所述输入图像获得N个复制图像 的单元；生成单元，其被构造为通过使用用于增强低频分量的滤波器，由所述复制图像来生 成低频分量被增强的低频增强图像；减法单元，其被构造为由所述低频增强图像及所述复 制图像，来生成高频分量被增强的高频增强图像；合成单元，其被构造为通过将所述高频增 强图像和所述低频增强图像以预定比率进行合成，来生成高频输出图像；以及输出单元，其 被构造为选择并输出所述低频增强图像和所述高频输出图像中的一者而非各所述复制图 像，所述生成单元包括被构造为获得在所述输入图像及所述后续图像中描绘的对象的运 动矢量的单元；以及滤波器单元，其被构造为当处理所述复制图像中的像素位置P处的像 素时，通过针对所述复制图像中的各像素位置，执行指定在与所述运动矢量相反的方向上 与所述复制图像中的所述像素位置P间隔预定距离的像素位置Q的处理、对所述复制图像 中的所指定的像素位置Q周围的像素应用所述滤波器的处理，来获得所述低频增强图像中 的所述像素位置P处的像素值，以生成所述低频增强图像。根据本专利技术的另一方面，提供一种图像处理装置，其处理由连续帧图像构成的运 动图像，所述图像处理装置包括被构造为获得关注帧图像作为输入图像并获得继所述关 注帧图像之后的帧图像作为后续图像的单元；被构造为由所述输入图像获得N个复制图像 的单元；替代生成单元，其被构造为通过使用用于增强高频分量的滤波器，由所述复制图像 来生成高频分量被增强的高频增强图像；被构造为由所述高频增强图像及所述复制图像，来生成低频分量被增强的低频增强图像的单元；被构造为通过将所述高频增强图像和所述 低频增强图像以预定比率进行合成，来生成高频输出图像的单元；以及被构造为选择并输 出所述低频增强图像和所述高频输出图像中的一者而非各所述复制图像的单元，所述替代 生成单元包括被构造为获得在所述输入图像及所述后续图像中描绘的对象的运动矢量的 单元；以及生成所述高频增强图像的单元，其被构造为当处理所述复制图像中的像素位置 P处的像素时，通过针对所述复制图像中的各像素位置，执行指定在与所述运动矢量相反的 方向上与所述复制图像中的所述像素位置P间隔预定距离的像素位置Q的处理、对所述复 制图像中的所指定的像素位置Q周围的像素应用所述滤波器的处理，来获得所述高频增强 图像中的所述像素位置P处的像素值，以生成所述高频增强图像。根据本专利技术的又一方面，提供一种由图像处理装置执行的图像处理方法，所述图 像处理装置包括被构造为处理由连续帧图像构成的运动图像的单元，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理装置，其处理由连续帧图像构成的运动图像，所述图像处理装置包括：被构造为获得关注帧图像作为输入图像并获得继所述关注帧图像之后的帧图像作为后续图像的单元；被构造为由所述输入图像获得Ｎ个复制图像的单元；生成单元，其被构造为通过使用用于增强低频分量的滤波器，由所述复制图像来生成低频分量被增强的低频增强图像；减法单元，其被构造为由所述低频增强图像及所述复制图像，来生成高频分量被增强的高频增强图像；合成单元，其被构造为通过将所述高频增强图像和所述低频增强图像以预定比率进行合成，来生成高频输出图像；以及输出单元，其被构造为选择所述低频增强图像和所述高频输出图像中的一者而非各所述复制图像，并进行输出，所述生成单元包括：被构造为获得在所述输入图像及所述后续图像中描绘的对象的运动矢量的单元；以及滤波器单元，其被构造为当处理所述复制图像中的像素位置Ｐ处的像素时，通过针对所述复制图像中的各像素位置，执行指定在与所述运动矢量相反的方向上与所述复制图像中的所述像素位置Ｐ间隔预定距离的像素位置Ｑ的处理、对所述复制图像中的所指定的像素位置Ｑ周围的像素应用所述滤波器的处理，来获得所述低频增强图像中的所述像素位置Ｐ处的像素值，以生成所述低频增强图像。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：水野良亮，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP